燃料電池怎么提高可靠性和耐久性?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-11-01 07:46
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燃料電池發(fā)電的原理是電化學,因此效率比較高,燃料電池的工作方式是內燃機的,跟鋰電池比它的能量不是儲存在電池里,所以盡管燃料電池的膜也有破的時候,但是破了電壓下降,我們把氫氣關掉,不會產生燃燒和爆炸,所以燃料電池是比較安全的,能量和轉化發(fā)電是分開的。
把燃料電池裝到車上,現(xiàn)在一般都是混合動力的、電電混合的、直驅的方式,不是充電式。跟燃油車相比,用氫瓶代替了油箱,燃料電池發(fā)動機代替了內燃機,得到的好處就是排放沒有污染物了,就是排放水,代價現(xiàn)在就是運行費用高、發(fā)動機成本高,兩個貴。
燃料電池車的性能現(xiàn)在從續(xù)駛里程、加氫的時間,從駕駛人員的感受以及舒適性、適應性都達到了燃油車的水平,因此如果不存在兩高,燃料電池完全可以代替燃油車,但是它有兩個最大的攔路虎,一個是發(fā)動機的成本比較高,一臺燃料電池車的售價是燃油車的一倍,比如說大巴車,柴油車賣一百多萬,燃料電池車賣到二百萬,小轎車也是這種狀況。再有運行費用比較貴,運行費用現(xiàn)在是用市電電解水,制氫。燃油車一百公里大概消耗七八升油,也就是40多塊錢,一公斤氫七八十,運行費用比較高,費用最低的鋰電池車,跑一百公里平均15度電左右,一度電一塊錢,才15塊錢,所以燃料電池車要想大規(guī)模應用,還要把兩高消滅掉,一公斤氫賣40塊錢左右,燃料電池車成本與鋰離子車相近,我想燃料電池車是可以普及的,這個時間我預計還要三年到五年左右。
現(xiàn)在燃料電池發(fā)動機從體積來看,已經可以跟內燃機相比,去年在??陂_會,本田說已經達到了六缸內燃機的水平,乘用車都超過了5000小時,大巴車達到了20000多小時,壽命還是可以的,但不是每一輛都能達到這種水平。從造價來看還是比較貴的,這里有一個不僅僅是價錢,還有資源的限制,就是鉑的用量問題,現(xiàn)在一千瓦國際上用鉑是0.2克,國內降到了0.3克左右,要想成百萬輛的生產需要降到0.1克以下,現(xiàn)在實驗室已經達到了這個要求,所以鉑用量不是一個核心因素了,原來我們看得很重,但是由于比功率的提高和催化劑活性的提高,鉑的問題現(xiàn)在看來有希望了。
國內從2001年成立電動汽車國家專項以來到現(xiàn)在就做這方面的研究,已有20年的時間了。我們從2005年以后,整車開始跑了,2007年參加了上海大賽,2008年奧運會有23輛燃料車參與運行,2007年有16輛轎車到美國加州進行了實驗,2010年有一輛大巴到新加坡參加了世青賽,196輛燃料電池車參加了上海世博會的示范運行,所以國際上看中國示范的燃料電池車還是比較多的,積累了豐富經驗。但是在世博會以前的示范著眼點不是經濟,不是做一臺車花多少錢,運行一百公里花多少錢,而是著眼燃料電池車能不能適用,著眼的是技術問題。那個時候的示范叫技術性的示范,現(xiàn)在也叫示范,產業(yè)化的初始階段,但是這個示范是經濟性的示范,我考察經濟上可不可行。
在奧運會示范以后上汽搞了一個創(chuàng)新征程,分南線和北線,它的目的就是考察三種電動車,鋰電池車、燃料電池車和混合動力車對中國環(huán)境的適應性。所有的車都在西藏進行了預熱,當時我最擔心的燃料電池車在西藏能不能跑起來,實驗結果還是能跑,速度上不去,因為西藏的氧濃度只有10%,所以三種車在我國的地理環(huán)境下不管是沿海還是內地,都能行。所以這個示范還是行成功的。
另一個大行動的是2018年2月11日成立了中國的氫產業(yè)聯(lián)盟。我們國家的大國企,像能源集團、“三桶油”都在能源聯(lián)盟里,所以它是發(fā)展氫能和燃料電池的中流砥柱,國企還是有雄厚的資金實力,所以聯(lián)盟的成立現(xiàn)在又發(fā)表了白皮書。
2018年“十三五”支持燃料電池的經費已經達到了8個多億,最后批的一批還未計入,拿得最多的一個是北方團隊,就是大連化物所,搞燃料電池基礎研究,4900萬,還有上汽的第一大股東的新源動力,拿了一億兩千五百多萬,總計近1.8個億。
這個是燃料電池車的公告數(shù),現(xiàn)在已經過時了,近期又批了好多。
現(xiàn)在裝車的電堆大部分還是卡補貼的,以30千瓦起步,上限是60千瓦。國際上裝車的都是100千瓦左右,我們的功率相比來講還是低的,特別是做乘用車,乘用車燃料電池的功率要是五六十千瓦,就得依靠鋰離子電池,所以鋰離子電池的不安全性帶到了燃料電池車上。所以乘用車用的燃料電池應該在100千瓦數(shù)量級。到現(xiàn)在,要按車數(shù)算,大概有4000多輛車投放了市場,但是我得到的消息是有2000多輛車在運行。
發(fā)動機成本占比,燃料電池堆大約是50%,現(xiàn)在實際裝車燃料電池發(fā)動機的成本燃料電池堆已經達到了60%到70%,因為空氣循環(huán)泵和氫瓶成本都大幅度下降了,原先在國內裝車是1:1,現(xiàn)在電堆的成本已經上升到70%左右。
國內到現(xiàn)在有23個省市相繼發(fā)布了氫能和燃料電池的發(fā)展計劃,所以國內很熱。我認為基礎最好的還是以上海為中心的長三角地區(qū),他們有三大平臺,示范的車輛也近千輛,所以發(fā)展基礎是最雄厚的,其次是珠三角,廣東省為核心的,還有就是北方以清華、億華通支撐起來的,和宇通公司,以冬奧會為突破口的張家口地區(qū),所以燃料電池三個示范比較好的地方,長三角、珠三角和張家口地區(qū)。
現(xiàn)在的車國內公開出售的商用車是V80,V80是上汽大通做的,電堆是大連新源的,遼寧省新賓想買60輛,實際到貨是40輛,在新賓縣運行。
















